Analysis of effectiveness of independent exhaust valve control as a method of an internal EGR realization

Podobne dokumenty
OPÓR PRZEPŁYWU W UKŁADZIE DOLOTOWYM JAKO ELEMENT REGULACJI OBCIĄŻENIA SILNIKA SPALINOWEGO

BASIC PROCEDURES OF INDEPENDENT INTERNAL COMBUSTION ENGINE VALVES STEERAGE PODSTAWOWE PROCEDURY NIEZALEŻNEGO STEROWANIA ZAWORAMI SILNIKA SPALINOWEGO

Independent inlet valve control as a method of realization of the open Atkinson-Miller cycle in SI engine

Laboratorium z Badania Maszyn

A - przepływ laminarny, B - przepływ burzliwy.

Teoria Przekształtników - kurs elementarny

ĆWICZENIE 1 DWÓJNIK ŹRÓDŁOWY PRĄDU STAŁEGO

Metodyka obliczenia natężenia przepływu za pomocą anemometru skrzydełkowego.

FIZYKA I ASTRONOMIA - POZIOM ROZSZERZONY Materiał diagnostyczny. SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ 60 punktów

Wentylacja i klimatyzacja 1. Studia inżynierskie

J. Szantyr - Wykład 3: wirniki i uklady kierownic maszyn wirnikowych. Viktor Kaplan

Parametry charakteryzujące pracę silnika turbinowego. Dr inż. Robert JAKUBOWSKI

Teoria sterowania - studia niestacjonarne AiR 2 stopień

Przepływ płynów ściśliwych

13. Zjawiska transportu w gazach. Wybór i opracowanie zadań bogumiła Strzelecka

PORÓWNANIE WPŁYWU WYBRANYCH PARAMETRÓW CIĄGNIKA ROLNICZEGO NA JEGO DRGANIA

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

EFEKTYWNOŚĆ ENERGETYCZNA I EKONOMICZNA MODERNIZACJI ELEKTROWNI WĘGLOWYCH PRZEZ NADBUDOWĘ TURBINĄ GAZOWĄ W UKŁADZIE SZEREGOWYM I RÓWNOLEGŁYM

PORÓWNANIE WYKRESU INDYKATOROWEGO I TEORETYCZNEGO - PRZYKŁADOWY TOK OBLICZEŃ

e-sklep VENDERO 1000 prod. dla SGT bez ab. 1 rok

Budowa materii Opis statystyczny - NAv= 6.022*1023 at.(cz)/mol Opis termodynamiczny temperatury -

14. Teoria względności

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-3 BADANIE SZTYWNOŚCI PROWADNIC HYDROSTATYCZNYCH

Kalorymetria paliw gazowych

ŚCISKANIE SŁUPÓW PROSTYCH 1. P P kr. równowaga obojętna

IDENTIFICATION OF NUMERICAL MODEL AND COMPUTER PROGRAM OF SI ENGINE WITH EGR

ZALEŻNOŚĆ WŁASNOŚCI TERMOFIZYCZNYCH STALIWA OD SZYBKOŚCI STYGNIĘCIA

Projektowanie Systemów Elektromechanicznych. Przekładnie dr inż. G. Kostro

PROJEKT BELKI PODSUWNICOWEJ I SŁUPA W STALOWEJ HALI PRZEMYSŁOWEJ.

Rys. 1. Temperatura punktu rosy na wykresie p-t dla wody.

1. Pierwsza zasada termodynamiki Matematyczna forma I zasady termodynamiki, czyli zasady zachowania energii

= 2 + f(n-1) - n(f-1) = n f

PRACA MINIMALNA ZIĘBNICZEGO OBIEGU LEWOBIEŻNEGO

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

S.A RAPORT ROCZNY Za 2013 rok

e-sklep VENDERO 1000 prod. dla SGT 1 rok

SYSTEM DO POMIARU STRUMIENIA OBJĘTOŚCI WODY ZA POMOCĄ ZWĘŻKI

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych. Sterowanie dławieniowe-równoległe prędkością ruchu odbiornika hydraulicznego

OSCYLATOR HARMONICZNY

OŚRODKI WIELOSKŁADNIKOWE

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie stosunku c p /c v metodą Clementa-Desormesa.

SUSZENIE MATERIAŁÓW CERAMICZNYCH dyfuzyjna operacja jednostkowa

PROPAGACJA BŁĘDU. Dane: c = 1 ± 0,01 M S o = 7,3 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O S = 6,1 ± 0,1 g Cl 2 /1000g H 2 O. Szukane : k = k =?

Przyjmując, że zarówno silnik 4 jak i chłodziarka 5 schematycznie przedstawione na rysunku 1 realizują obiegi Carnota, otrzymujemy:

Sprawdzenie stanu granicznego - wyparcie gruntu (UPL)

Obiegi termodynamiczne

WARUNKI RÓWNOWAGI UKŁADU TERMODYNAMICZNEGO

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

The designation of the unevenness of the LPG injectors dosage

ANALIZA TEORETYCZNO-EKSPERYMENTALNA ZMIENNOŚCI SIŁY OSIOWEJ W POŁĄCZENIACH ŚRUBOWYCH

PŁOCKA MIĘDZYGIMNAZJALNA LIGA PRZEDMIOTOWA FIZYKA marzec 2013

1.5. ZWIĄZKI KONSTYTUTYWNE STRONA FIZYCZNA

Własności koligatywne

WYKŁAD nr Ekstrema funkcji jednej zmiennej o ciągłych pochodnych. xˆ ( ) 0

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

[ m ] > 0, 1. K l a s y f i k a c j a G 3, E 2, S 1, V 1, W 2, A 0, C 0. S t r o n a 1 z 1 5

2. MODELE MATEMATYCZNE UKŁADÓW REGULACJI

Opis i zakres czynności sprzątania obiektów Gdyńskiego Centrum Sportu

METODY HODOWLANE - zagadnienia

THE THERMODYNAMIC CYCLES FOR THE DOUBLE PISTONS INTERNAL COMBUSTION ENGINE OBIEGI PRACY DWUTŁOKOWEGO SILNIKA SPALINOWEGO

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ARKUSZA II. Zdający może rozwiązać zadania każdą poprawną metodą. Otrzymuje wtedy maksymalną liczbę punktów.

ZINTEGROWANY MODEL OBWODOWO-POLOWY UKŁADU WIRUJĄCYCH TALERZY DYSKU TWARDEGO W ŚRODOWISKU SIMULINK/FEMLAB

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

WYZANCZANIE STAŁEJ DIELEKTRYCZNEJ RÓŻNYCH MATERIAŁÓW. Instrukcja wykonawcza

Wyznaczanie gęstości cieczy i ciał stałych za pomocą wagi hydrostatycznej FIZYKA. Ćwiczenie Nr 3 KATEDRA ZARZĄDZANIA PRODUKCJĄ

Wyk lad 3 Grupy cykliczne

FUNCTIONAL AGRIMOTOR TESTING SUPPLIED BY THE VEGETABLE ORIGIN FUELS BADANIE FUNKCJONALNE SILNIKA ROLNICZEGO ZASILANEGO PALIWAMI POCHODZENIA ROŚLINNEGO

WYKORZYSTANIE ENERGII SPALIN DO NAPĘDU TURBOGENERATORA W SILNIKU ZI USING EXHAUST GAS ENERGY TO DRIVE A TURBO-GENERATOR IN THE SI ENGINE

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

9.1 Wstęp Analiza konstrukcji pomp i sprężarek odśrodkowych pozwala stwierdzić, że: Ciśnienie (wysokość) podnoszenia pomp wynosi zwykle ( ) stopnia

Przesyłanie energii elektrycznej w sposób iskrobezpieczny z wykorzystaniem toru współosiowego

CEL PRACY ZAKRES PRACY

Streszczenie. Abstract

7. M i s a K o ł o

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zależności współczynnika strat liniowych λ w funkcji liczby Reynolsa i porównanie uzyskanych wyników

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

A program to analyze the combustion process in diesel engine

Wykłady z Hydrauliki- dr inż. Paweł Zawadzki, KIWIS WYKŁAD 3

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYNÓW ZAKŁAD TERMODYNAMIKI

Opis serii: Wilo-CronoTwin-DL

Rys. 1. Temperatura punktu rosy na wykresie p-t dla wody.

Pierwsze prawo Kirchhoffa

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu) (1.1) (1.2a)

FIZYKA CZĄSTECZKOWA I TERMODYNAMIKA

EKSPERYMENTALNA WERYFIKACJA STEROWANIA PROGRAMOWEGO DŹWIGNICY REALIZUJĄCEJ ZADANY RUCH ŁADUNKU

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy I Etap ZADANIA 27 lutego 2013r.

Jan Ziaja*, Krzysztof Baniak** ANALIZA TECHNICZNA TECHNOLOGII WYKONANIA PRZEWIERTU HORYZONTALNEGO POD RZEK USZWIC W BRZESKU OKOCIMIU***

Fotometria. F. obiektywna = radiometria: Jaka ENERGIA dopływa ze źródła. F. subiektywna: Jak JASNO świeci to źródło? (w ocenie przeciętnego człowieka)

Energetyczna ocena efektywności pracy elektrociepłowni gazowo-parowej z organicznym układem binarnym

CHARAKTERYSTYKI ZŁOŻONYCH UKŁADÓW Z TURBINAMI GAZOWYMI

TENDENCJE I TEMPO ZMIAN MASY ZMIESZANYCH ODPADÓW KOMUNALNYCH ZEBRANYCH Z MIAST I WSI

KATEDRA SYSTEMÓW ENERGETYCZNYCH i URZĄDZEŃ OCHRONY ŚRODOWISKA


Flow resistance in the engine inlet-exhaust system as affected by the engine parameters

PARAMETRY I CHARAKTERYSTYKI MAŁYCH SILNIKÓW MAGNETOELEKTRYCZNYCH ZASILANYCH NAPIĘCIEM PULSUJĄCYM.

k=c p /c v pv k = const Termodynamika Techniczna i Chemiczna Część X Q ds=0= T Przemiany charakterystyczne płynów

Transkrypt:

Article citatin inf: ŻMUDKA, Z., POSTRZEDNIK, S., PRZYBYŁA, G. Analysis f effectiveness f ineenent exhaust valve cntrl as a eth f an internal EGR realizatin. Cbustin Engines. 23, 54(3), 338-345. ISSN 38-346. Zbignie ŻMUDKA Stefan POSTRZEDNIK Grzegrz PRZYBYŁA PTNSS 23 SC 3 Analysis f effectiveness f ineenent exhaust valve cntrl as a eth f an internal EGR realizatin Abstract: A syste ith ineenent, early exhaust valve clsing has been analyse. The analyse syste enables realizatin f an internal EGR an eliinatin f a thrttling valve fr inlet syste f a sark ignitin engine. The en, theretical cycle has been assue as a el f rcesses rceeing in an engine. The syste has been analyse iniviually an caratively ith en Seiliger-Sabathe cycle. Benefits resulting fr alicatin f the syste ith early exhaust valve clsing have been assesse n the basis f the selecte araeters: a fuel se, a cycle rk, a relative charge exchange rk an a cycle efficiency. The best results ithin ecrease f fuel cnsutin an increase f cycle efficiency are btaine fr ean engine la. Keyrs: internal cbustin engine, en theretical cycle, charge exchange, ineenent exhaust valve cntrl, internal exhaust gas recirculatin Analiza efektynści niezależneg sterania zarai yltyi jak ssbu realizacji enętrznej recyrkulacji salin Streszczenie: Przerazn analizę systeu z niezależny, cześniejszy zaknięcie zaru ylteg, który użliia realizację enętrznej recyrkulacji salin raz yeliinanie rzeustnicy silniku ZI. Oniesienie la ceny krzyści raz baania efektynści zyskiania racy, yniku zastsania teg systeu sterania, jest tarty bieg teretyczny Seiligera-Sabathe a z szechnie stsaną klasyczną regulacją łaienią bciążenia. Analizę rónaczą efektynści zastsania zarnaneg systeu rzerazn ierając się na ybranych ielkściach: ace alia, racy biegu, zglęnej racy yiany łaunku raz sranści biegu. Najlesze efekty zakresie zniejszenia aki alia i ziększenia sranści biegu la analizaneg systeu, rónaniu systeu z regulacją łaienią, uzyskuje się bszarze śrenieg bciążenia silnika. Sła klucze: silnik saliny, tarty bieg teretyczny, yiana łaunku, niezależne steranie zarai yltyi, enętrzna recyrkulacja salin. Wrazenie Eleente knstrukcyjny silniku ZI, za cą któreg knuje się regulacji stnia naełnienia cylinró, c jest ściśle ziązane z ustalenie unktu racy silnika (bciążenia i rękści brtej), jest rzeustnica. Natiast echanize sterujący ełny rcese yiany łaunku jest ukła rzrząu. W klasyczny echanizie rzrząu stsane jest steranie ruche zaró ierające się na ukłazie sółracującej ary krzyka-ychacz []. W raach rziązań, bęących rzeite baań rnuje się racanie i analizę systeó ełni niezależneg sterania ruche zaró ltych i yltych. Zaanie zaró ltych bęzie asanie asy razaneg śieżeg łaunku yaganeg bciążenia silnika. Natiast niezależny ruch zaró yltych użlii kntrlane zatrzyanie reszty salin cylinrze, czyli realizację enętrznej recyrkulacji salin. Zate cele zastsania niezależneg sterania zarai jest yeliinanie rzeustnicy, której regulacyjną funkcję rzejują zary. Prazi t zniejszenia racy yiany łaunku, zrstu racy enętrznej silnika i racy efektynej, a knsekencji ziększenia efektynej sranści energetycznej silnika. W raach raznych baań analizan yienine niżej arianty regulacji bciążenia i realizacji rcesu yiany łaunku silnika salineg [2, 3]: ) klasyczna regulacja łaienia naełniania cylinra (tarty bieg teretyczny Seiligera- Sabathe a), 2) syste z óźniny zaknięcie zaru lteg (tarty bieg teretyczny Atkinsna- Millera), 3) syste z cześniejszy zaknięcie zaru lteg, 4) syste z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg WZZW, (realizacja enętrznej recyrkulacji salin), 5) syste ełni niezależneg sterania zarai, który użliia realizację enętrznej recyrkulacji salin raz z ełną regulacją aki alia. 338

s = ie W artykule rzestain syste czarty syste z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg (WZZW). Syste ten, jak snian, użliia atk realizację enętrznej recyrkulacji salin. Oniesienie la ceny krzyści raz baania efektynści zyskiania racy, yniku zastsania systeu z óźniny zaknięcie zaru lteg, jest tarty bieg teretyczny Seiligera-Sabathe a (rys. ) z szechnie stsaną, klasyczną regulacją łaienią bciążenia, bęący ele rcesó zachzących silniku saliny ZI. gzie: sr asa salin recyrkulanych, całkita asa łaunku. 3 = 4 Q,v 2 T3 2 Q, T 4 = T ax 3 4 T 2 s = ie 3 Q, 2 3 2 Q, 4 =,(+),(-),(+),( ) 5 6 = = 8 7 9 4 T 5 = T yl 5 6 } T E 7 6 } 8 2 = 3 s = ie 4 s Rys.. Otarty bieg teretyczny Seiligera- Sabathe a Fig.. The en Seiliger-Sabathe cycle Na knstrukcyjnyi rziązaniai ukłaó rzrząu, których steranie ruche zaró bęzie całkicie niezależne racuje iele kncernó silnikych [4, 5, 6, 7, 8]. Najbarziej zaaansane są race na echanizai, których tieranie i zaykanie zaró realizuje się za cą ukłaó elektragnetycznych [9 4]. 2. Syste z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg WZZW Pstae cechy biegu Otarty bieg teretyczny tłkeg silnika salineg la systeu z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg, czyli bieg teretyczny z uzglęnienie rcesu yiany łaunku (tj. ró rzełyu ukłazie lty Δ i ukłazie ylty Δ ), rzestain na rys. 2. Na kreślenie zasługuje fakt, iż analizany syste użliia.in. realizację enętrznej recyrkulacji salin. Stień recyrkulacji salin α r efiniany jest jak [, 2]: sr r, r () 5 E 2 = 3,z s = 5 Rys. 2. Otarty bieg teretyczny systeu z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg Fig. 2. Oen, ieal cycle f the syste ith early exhaust valve clsing Datk, efiniuje się także krtnść recyrkulacji salin α k [, 2]: sr k, k, (2) gzie asa śieżeg łaunku. Paraetre regulacyjny bciążenia (naełnienia) jest bjętść,z ( 7 ) cylinra, rzy której nastęuje zaknięcie zaru ylteg. Jest t jencześnie araetr regulujący asę salin recyrkulanych sr, a ty say ielkść stnia recyrkulacji salin α r. Objętść,z żna nieść inialnej bjętści 2 cylinra, efiniując ten ssób stień kresji ε,z salin recyrkulanych:,z,z,, z (3) 2 Definiuje się także stień eksansji salin recyrkulanych:, (4) 2 gzie jest bjętścią cylinra encie tierania zaru lteg, czyli jest t czątek razania śieżeg łaunku. Ziązek ięzy stnie eksansji ε a stnie kresji ε,z salin recyrkulanych yraża zależnść:,z (5) 339

Ory rzełyu salin ukłazie ylty charakteryzuje ielkść saku ciśnienia salin Δ, a ry rzełyu śieżeg łaunku rzez ukła lty saek ciśnienia Δ. W analizie biegu rzyjęt załżenie, że rces yłyu salin rzczyna się unkcie 5 biegu. Uzglęniając saki ciśnień ukłaach lty i ylty, yły salin kńczy się unkcie 7 biegu, rzy nastęujących araetrach salin recyrkulanych: bjętść: 2,z <, ciśnienie: = + Δ lub = + Δ, teeratura: T,z = T 7 = T 6 = T 5, asa salin: sr. Naełnianie śieży łaunkie teeraturze T = T t rzczyna się unkcie 9 biegu (unkt czątku tarcia zaru lteg), rzy nastęujących araetrach salin recyrkulanych: bjętść:,z <, ciśnienie: =, = Δ, teeratura salin recyrkulanych: T 9 < T,z, asa salin: sr. Naełnianie kńczy się unkcie biegu, który nastęuje zaknięcie zaru lteg. Zate unkcie ty, cylinrze zaarty jest czynnik rbczy araetrach: bjętść:, ciśnienie: = Δ, teeratura: T < T < T 9, asa czynnika rbczeg: = sr +., z,,9,8,7,6,5,4,3,2,, = ; Y =,9 / = / =, Syste WZZW,,2,4,6,8, /,ax Rys. 3. Paraetr regulacyjny ε,z /ε biegu WZZW Fig. 3. Cntrl araeter ε z /ε f the WZZW cycle Przebieg artści araetru regulacyjneg ε,z ujęciu zglęny ( niesieniu stnia kresji ε), zależnści racy biegu rzestain na rys. 3. Zbliżna liniej zależnść racy biegu araetru regulacyjneg jest krzystna ze zglęó regulacyjnych. Daka alia Maksyalna asa śieżeg łaunku zstanie razna cylinra, gy: zaknięcie zaru ylteg nastąi skrajny łżeniu tłka (GZP), óczas:,z = 2, czyli ε,z =, rzy jenczesny braku ró rzełyu ukłaach ylty i lty: Δ = i Δ =, tey = = ; tarcie zaru lteg nastęuje, gy bjętść rzestrzeni rbczej cylinra jest inialna: = 2, czyli ε =, a zaknięcie zaru lteg, gy bjętść cylinra jest najiększa:,z =, czyli ε,z = ε. Całkita asa łaunku cylinrze bęzie óczas suą asy sr, salin zatrzyanych bjętści 2 raz asy, śieżej ieszanki, zaartej bjętści skkej s cylinra: la (5) sr,,, z Daka alia zienia się zależnści bciążenia silnika. Pstayi araetrai ziałującyi na ielkść aki alia są:,z bjętść cylinra chili zaknięcia zary ylteg, czyli stień kresji salin recyrkulanych ε,z, bjętść cylinra iaająca czątki tarcia zaru lteg, czyli stień eksansji salin recyrkulanych ε, T teeratura śieżeg łaunku, Δ saek ciśnienia salin ukłazie ylty, Δ saek ciśnienia ietrza ukłazie lty, λ stsunek naiaru ietrza. Uzglęnia się ry rzełyu ukłaach ylty i lty: Δ, Δ ięc i zakłaa, że razany jest śieży łaunek teeraturze tczenia T. Masa aki alia, yrażna zależnści araetru regulacyjneg ε,z, rzy załżeniu, że λ ie, ynsi [2, 3]:,,z (6) gzie, jest aką alia, rzy aksyalnej asie śieżeg łaunku, raznej cylinra, gy zaknięcie zaru ylteg nastąi skrajny łżeniu tłka (ε,z = ), rzy jenczesny braku ró rzełyu ukłaach ylty i lty. Zate zianę bciążenia silnika uzyskuje się rzez zianę aki alia, a araetre regulacyjny bciążenia jest stień kresji ε,z salin recyrkulanych. Wzglęną akę alia /, la systeu WZZW, zależnści racy biegu rzestain na rys. 4. Natiast zglęne zniejszenie aki alia Δ /,SS la teg systeu, rónaniu systeu z klasyczną regulacją łaienią zilustran na rys. 5. Stierzn zniejszenie aki alia stsunku klasycznej regulacji łaieniej cały zakresie bciążenia, a szczególnie 34

znaczące (chzące 9%) bszarze ałych bciążeń.,,9,8,7,6,5,4,3,2,, Syste WZZW /, = f( /,ax ) = ; Y =,9 / = / =,,,2,4,6,8, /,ax Rys. 4. Wzglęna aka alia /, la systeu WZZW, zależnści racy biegu Fig. 4. Relative fuel se f the WZZW syste versus relative cycle rk,ss,2,8,6,4,2,,8,6,4,2, Syste WZZW /,SS = f( /,ax ) = ; Y =,9 / = / =,,,2,4,6,8, /,ax Rys. 5. Wzglęne zniejszenie aki alia Δ /,SS la systeu WZZW rónaniu systeu z klasyczną regulacją łaienią Fig. 5. Relative reuctin f the fuel se fr the WZZW syste care ith the classic thrttle gverning syste Paraetr energetyczn-stechietryczny Paraetr energetyczn-stechietryczny la biegu systeu WZZW efiniany jest jak []: Q E (7) Paraetr E yrażny zależnści araetru regulacyjneg ε,z, ynsi [3]: E,z E, (8) Dla analizaneg biegu WZZW niesienie la araetru energetyczn-stechietryczneg E jest jeg artść E, siągana, gy zaknięcie zaru ylteg nastęuje rzy bjętści 2 (ε,z = ), rzy załżeniu braku ró rzełyu ukłaach lty i ylty. Mając yznaczny araetr E i stień rzziału cieła Ψ żna bliczyć araetr bciążenia: E Y (9) ( ) raz araetr ciążenia: Y ( E () ) E Y Paraetry γ i φ, rzy ustalnej liczbie Ψ rzziału cieła, zależą bciążenia, nieaż araetr energetyczn-stechietryczny E = f(ε,z ), zgnie ze zre (8). Praca biegu Pracę biegu żna yznaczyć analizując zaganienie strny yknanych rac bezzglęnych szczególnych rzeian. Dla biegu WZZW, rzestaineg na rys. 2, racę biegu żna zaisać jak suę rac skłaych: 2 67 23 78 34 89 45 9 56 () P zsuaniu zależnści, yrażających race szczególnych rzeian, trzyuje się racę biegu zaisaną niżej niesieniu ilczynu ( ): ( ( ) ( ) ( ),z ( ) który ε = f(ε,z ), zór (5). ),z (2) Pracę /( ) biegu WZZW zależnści araetru regulacyjneg ε,z /ε rzestain na rys. 6. Natiast racę biegu niesieniu aksyalnej racy teretyczneg biegu Seiligera- Sabathe a zilustran na rys. 7. 6 4 2 8 6 4 2 = ; Y =,9 / = / =, Syste WZZW,,2,4,6,8,,z / Rys. 6. Praca /( ) biegu WZZW Fig. 6. Wrk /( ) f the WZZW cycle 34

,ax,,9,8,7,6,5,4,3,2, = ; Y =,9 / = / =, Syste WZZW,,,2,4,6,8,,z / Rys. 7. Praca biegu WZZW niesieniu aksyalnej racy teretyczneg biegu Seiligera- Sabathe a, zależnści araetru regulacyjneg Fig. 7. Rati f rk f the WZZW cycle t the axial rk f the Seiliger-Sabathe cycle Zależnść racy biegu WZZW araetru regulacyjneg jest zbliżna liniej. Wynika stą, że araetr ε,z jest bry araetre regulacyjny, nieaż jest rrcjnalny bciążenia. Krzyści zakresie zyskianej racy biegu, ynikające z zastsania systeu WZZW, yagają rónania z systee, z klasyczną regulacją łaienią, c rzerazn klejny unkcie. Praca yiany łaunku Dla biegu WZZW rzestaineg na rys. 2, racę yiany łaunku żna zaisać jak suę skłaych rac użytecznych: (3) u,67 u,78 u,89 u,9 P zsuaniu zależnści yrażających race użyteczne szczególnych rzeian trzyuje się racę, zaisaną niżej niesieniu ( ):,z (4) ( ),z Wskaźnik μ zglęnej racy yiany łaunku blicza się eług efinicji: (5) jak ilraz racy yiany łaunku (4) rzez racę biegu (2). Obserane krzyści zakresie bniżenia zużycia alia (rys. 5) ynikają rzee szystki z faktu zniejszenia racy yiany łaunku. Prónanie rac yiany łaunku la baaneg systeu WZZW i biegu Seiligera-Sabathe a, zależnści siąganej racy biegó rzestain na rys. 8. Z klei na rys. 9 zilustran rónanie skaźnikó μ zglęnej racy yiany łaunku. -, -,2 -,3 -,4 -,5 /,ax,,2,4,6,8,, -,6 -,7 -,8 -,9 Syste WZZW = ; Y =,9 / = / =, Obieg Seiligera-Sabathe a Rys. 8. Prónanie rac yiany łaunku la biegó i Seiligera-Sabathe a Fig. 8. Carisn f the charge exchange rks fr the WZZW an Seiliger-Sabathe cycles,35,3,25,2,5,,5, = f( /,ax ) = ; Y =,9 / = / =, Obieg Seiligera-Sabathe a Syste WZZW,,2,4,6,8, /,ax Rys. 9. Prónanie skaźnikó μ zglęnej racy yiany łaunku la systeu WZZW i biegu Seiligera-Sabathe a, zależnści racy biegó Fig. 9. Carisn f the relative charge exchange rks μ fr the WZZW syste an Seiliger-Sabathe cycle versus rk f the cycles Praca yiany łaunku, c artści bezzglęnej, la syste WZZW jest znacznie niejsza racy yiany łaunku la klasycznej regulacji łaieniej. Różnica tych rac na krzyść systeu WZZW jest ty iększa, i niejsze bciążenie (rys. 8). Zniejszenie racy yiany łaunku systeie WZZW jest ynikie rzee szystki yeliinania rzeustnicy jak eleentu yknaczeg regulacji bciążenia silnika ZI, z zachanie ilściej regulacji bciążenia. Szczególnie krzystną cechą systeu z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg jest zniejszanie się artści bezzglęnej racy yiany łaunku raz ze sakie artści racy biegu (bciążenia silnika). Ortną, niekrzystną sytuację bseruje się la klasycznej regulacji łaieniej, la której artść bezzglęna racy yiany łaunku znacząc zrasta ze zniejszanie bciążenia. Ten zrst jest efekte rzyykania rzeustnicy, a rzez t zrstu ró rzełyu śieżeg łaunku ukłazie lty. Dla baaneg systeu niezależneg sterania zarai yltyi (WZZW) krzystnie kształtuje się także relacja racy yiany łaunku 342

niesieniu racy biegu, rónaniu tej relacji la systeu klasyczneg (bieg Seiligera- Sabathe a). Paraetre charakteryzujący tę relację jest skaźnik μ zglęnej racy yiany łaunku (5). Przy klasycznej regulacji łaieniej skaźnik μ siąga barz uże artści, naet na 3% zakresie ałych bciążeń (rys. 9). Dla systeu WZZW skaźnik μ nie rzekracza 4% cały zakresie artści racy biegu (bciążenia silnika). Tak ałe artści zglęnej racy yiany łaunku są łaśnie efekte yeliinania rzeustnicy z ukłau lteg. Sranść biegu Sranść η jest isttny araetre użliiający cenę biegu asekcie energetyczny. Sranść biegu teretyczneg yraża stsunek racy biegu całkitej energii raznej biegu: (6) Q Wykrzystując yznaczne już ielkści zglęne, sranść biegu żna zaisać nastęując: (7) Q Q E ską uzglęnieniu (8) i (2) trzyuje się: ( ) ( ),z,z ( ) ( ) ( ) (8) Prónanie sranści biegu la systeu z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg i biegu Seiligera-Sabathe a, zależnści siąganej racy biegó, rzestain na rys.. Sranść biegu η baaneg syste niezależneg sterania zarai yltyi (WZZW) jest znacząc yższa sranści tarteg biegu teretyczneg Seiligera-Sabathe a, szczególnie zakresie niższych bciążeń. Dzięki ziększeniu artści sranści biegu η żna uzyskać ziększenie artści efektynej sranści energetycznej η e silnika []. W zakresie ałych bciążeń sranść biegu η systeu WZZW jest kł,3 iększa sranści biegu z klasyczną regulacją łienia. Charakterystyczny i krzystny jest także łaski rzebieg sranści biegu cały zakresie siąganej racy. Zate ten syste yaje się być ieni regulacji bciążenia silnika ZI. Jeyny graniczenie ty zglęzie gą być zbyt uże artści stnia recyrkulacji salin, ale tylk rzy najniższych artściach racy biegu (rys. ).,65,6,55,5,45,4 Syste WZZW Obieg Seiligera-Sabathe a / = / =, = f( /,ax ); = ; Y =,9,,2,4,6,8, /,ax Rys.. Prónanie sranści biegó η baaneg systeu WZZW i biegu Seiligera-Sabathe a Fig.. Carisn f cycle efficiencies η fr the WZZW syste an Seiligera-Sabathe a cycle Paraetry rcesu enętrznej recyrkulacji salin Głónyi araetrai charakteryzującyi rces enętrznej recyrkulacji salin są: stień recyrkulacji α r, efinicja (), krtnść recyrkulacji α k, efinicja (2). Definicje te żna zaisać staci: i sr r (9) sr sr k (2) i skazać na zajeną zależnść ięzy araetrai α r a α k : k r (2) Wielkści charakteryzujące rces recyrkulacji salin żna yrazić zależnści araetru regulacyjneg bciążenia ε,z [3]: r,z k sr M M sr (22) 343

k,z,z,z M M sr ( ) (23) Należy ieć na uaze, iż araetre regulacyjny biegu WZZW jest stień kresji ε,z salin recyrkulanych, a stień ich eksansji ε jest jeynie funkcją stnia kresji ε,z, kreślną zre (5). Stień recyrkulacji salin α r i krtnść recyrkulacji salin α k la systeu WZZW, zależnści racy biegu rzestain ieni na rys. i 2. r r,9,8,7,6,5,4,3,2,, Syste WZZW r = f( /,ax ) = ; Y =,9 / = / =,,,2,4,6,8, /,ax Rys.. Stień recyrkulacji salin α r la systeu WZZW, zależnści racy biegu Fig.. Rati f exhaust gas recirculatin α r fr the WZZW syste versus cycle rk k k 4, 3,5 3, 2,5 2,,5,,5, Syste WZZW k = f( /,ax ) = ; Y =,9 / = / =,,,2,4,6,8, /,ax Rys. 2. Krtnść recyrkulacji salin α k la systeu WZZW, zależnści racy biegu Fig. 2. Multilicity f exhaust gas recirculatin α k fr the WZZW syste versus cycle rk W zakresie ałych bciążeń siąga się uże artści stnia recyrkulacji α r ( 8%), a krtnść recyrkulacji α k chzi 4. Z uagi na enść załnu, a także raiłść rcesu salania alia, artści te gą kazać się zbyt uże. Wóczas, rzy zastsaniu systeu WZZW regulacji bciążenia rzeczyisty silniku, syste ten, ty bszarze racy silnika, nie bęzie stęny. Duszczalne artści stnia recyrkulacji raz krtnści recyrkulacji salin gą być yznaczne jeynie na rze baań ekseryentalnych. 3. Psuanie Jeną z głónych rzyczyn zniejszenia sranści silnika ZI, szczególnie la bciążeń częściych, jest zrst racy yiany łaunku. Znaczne zniejszenie racy yiany łaunku rnuje się uzyskać razając yfikacje ukłazie lty raz ukłaach regulacji i sterania echanize rzrząu, rzez zastsanie systeó niezależneg sterania zarai [2, 3]. Dzięki zastsaniu rceur niezależneg sterania zarai żlie jest yeliinanie rzeustnicy jak knstrukcyjneg eleentu yknaczeg regulacji rcesu naełniania silnika ZI z zachanie ilściej regulacji bciążenia. W rnanych systeach rlę rzeustnicy, zakresie regulacji naełniania i bciążenia silnika, rzejują zary. Jeny z baanych systeó jest rzestainy syste z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg. Wartść bezzglęna racy yiany łaunku la systeu WZZW jest znacznie niejsza, szczególnie la bciążeń częściych, niż raca yiany łaunku la klasycznej regulacji łaieniej. Przy najniejszych bciążeniach raca ta jest na 8 razy niejsza racy yiany łaunku la tarteg biegu teretyczneg Seiligera- Sabathe a. Szczególnie krzystny jest także charakter rzebiegu racy yiany łaunku, która c artści bezzglęnej aleje raz ze sakie racy biegu. Należy kreślić także eklgiczny asekt zastsania systeu niezależneg sterania zarai yltyi, który zięki recyrkulacji salin czas salania bniżeniu ulega aksyalna teeratura, c ciąga za sbą graniczenie eisji tlenkó aztu. Pnat zniejsza się struień cieła (straty cieła) ścianek cylinra. Ze zglęó eklgicznych, krzystne że być także łączenie rnanych systeó niezależneg sterania zarai z innyi zarón iertnyi, jak i tórnyi rzesięzięciai, ającyi na celu bniżenie eisji substancji szkliych [, 5]. Pziękanie Praca baacza zstała sfinansana z śrkó na baania statute Wyziału Inżynierii Śriska i Energetyki Plitechniki Śląskiej Gliicach. 344

Nenclature/Skróty i znaczenia E u M N e Δ Δ Q araetr energetyczn-stechietryczny raca biegu, J raca użyteczna, J raca yiany łaunku, J asa, kg ent brty, N/ra c efektyna, kw ciśnienie, Pa śreni saek ciśnienia strnie łyu łaunku silnika, Pa śreni saek ciśnienia strnie yłyu salin z silnika, Pa ilść cieła starczneg biegu, J Bibligrahy/iteratura [] Pstrzenik S., Żuka Z.: Terynaiczne raz eklgiczne uarunkania ekslatacji tłkych silnikó salinych, Wyanict Plitechniki Śląskiej, Gliice 27. [2] Pstrzenik S., Żuka Z.: Baania alikacyjne na rceurai niezależneg sterania zarai silnika salineg. Nuer rjektu baaczeg N52 26 32/29. PBU-3/RIE-6/7. 5.27 6.29. Srazanie, Gliice 29. [3] Żuka Z.: Energetyczne i eklgiczne asekty sknalenia rcesu yiany łaunku silniku saliny. Wyanict Plitechniki Śląskiej, Gliice 2. [4] Bernar., Ferrari A., Micelli D., Pertt A., Rinlfi R.: Elektrhyraulische entilsteuerung it e MultiAir -erfahren. MTZ, 2, 29. [5] Flierl R., Gllasch D., Knecht A., Hannibal W.: Irveents t a fur-cyliner gasline engine thrugh the fully variable valve lift an tiing syste Unialve. SAE Technical Paer, N. 29-36-8, 29. [6] Franca O.M.: Iact f the Miller cycle in the efficiency f an FT engine uring art la eratin. SAE Technical Paer, N. 29-36- 8, 29. [7] Haas M.: UniAir the first fully-variable, electr-hyraulic valve cntrl syste. 9th Schaeffler Sysiu Bk, 2. Q ilść cieła yrazneg z biegu, J T teeratura, K bjętść, 3 WZZW syste z cześniejszy zaknięcie zaru ylteg ZI załn iskry γ araetr (stień) bciążenia ε stień kresji η energetyczna sranść biegu λ stsunek naiaru ietrza φ araetr (stień) ciążenia Ψ liczba rzziału cieła ω rękść kąta, ra/s [8] Haas M., Rauch M.: Electr-hyraulic fully variable valve train syste. ATZ auttechnlgy, 2, l., 2. [9] Chang W.S., Parlikar T., Kassakian J.G., Kei T.A.: An electrechanical valve rive incrrating a nnlinear echanical transfrer. SAE Paer 23--36, 23. [] Ce D., Wright A., Crcran C., Pasch K.: Fully flexible electragnetic valve actuatr: esign, eling, an easureents. SAE Technical Paer, N. 28--35, 28. [] Haskara I.: Cntrl f an electr-echanical valve actuatr fr a caless engine. Internatinal Jurnal f Rbust Cntrl, 29. [2] Picrn., Pstel Y., Nict E., Durrieu D.: Electr-agnetic valve actuatin syste: first stes tar ass ructin. SAE Technical Paer N. 28--36, 28. [3] Schröer C.: Ein neues elektrechanisches entiltriebssyste vn ale. MTZ 3, 27. [4] Sugit C., Sakai H., Uet A., Shiizu Y.: Stuy n variable valve tiing syste using electragnetic echanis. SAE Technical Paer, N. 24--869, 24. [5] Merkisz J., Pielecha J., Raziirski S.: Pragatyczne stay chrny ietrza atsferyczneg transrcie rgy. Wyanict Plitechniki Pznańskiej, Pznań 29. Zbignie Żuka, PhD., DSc. Faculty f Per an Envirnental Engineering, Silesian University f Technlgy, Gliice, Plan. Dr hab. inż. Zbignie Żuka Wyział Inżynierii Śriska i Energetyki Plitechniki Śląskiej Gliicach. Grzegrz Przybyła, PhD. Faculty f Per an Envirnental Engineering, Silesian University f Technlgy, Gliice, Plan. Dr inż. Grzegrz Przybyła Wyział Inżynierii Śriska i Energetyki Plitechniki Śląskiej Gliicach. Prf. Stefan Pstrzenik, DSc., DEng. Faculty f Per an Envirnental Engineering, Silesian University f Technlgy, Gliice, Plan. Prf. r hab. inż. Stefan Pstrzenik Wyział Inżynierii Śriska i Energetyki Plitechniki Śląskiej Gliicach. 345